强涌潮区管袋围堰施工安全风险仿真研究

强涌潮区的水域环境复杂多变,这极大增加了管袋围堰施工安全管理的难度。为确定强涌潮区管袋围堰施工从清基到维护阶段的安全管控重点,首先利用系统理论过程分析法(STPA)对施工安全风险因素进行定性分析,从人员、物资、管理、技术、环境5个维度构建了强涌潮区管袋围堰施工安全风险指标体系;然后建立系统动力学(SD)演化模型,并运用网络层次分析法(ANP)确定各指标权重;最后结合工程实例进行模拟仿真。结果表明:随着工程推进以及对安全投入的逐步增加,管袋围堰施工安全风险水平呈现出先大幅上升,后逐步下降,最终趋于平缓的趋势;人员、物资是清基和吹填期影响施工安全的主要因素,而在排水和维护期,环境、管理是主要影响因素;人员、管理和环境这三因素对安全投入变化更为敏感。建议在施工过程中重视不同阶段之间的管控重点差异,及时转换管理策略并采取针对性措施以有效降低施工安全风险。

钱塘江强涌潮河段水沙数值模拟

通过建立涌潮作用下的二维泥沙数学模型,验证了钱塘江尖山河段两种不同河势下的水文资料,并应用模拟结果分析了水沙的异同点。结果表明,两种河势下,钱塘江河口尖山河段水沙运动的共同点是：潮波变形剧烈,是涌潮形成、发展和壮大的河段;涌潮到达时,流速及含沙量急剧增大,瞬间增幅大,且水流及含沙量均存在间断;涌潮是含沙量急速增加的主要动力因素。水沙运动的不同点是：分汊河势下沿程各潮位站的高、低潮位均高于走南河势,但潮差略小于走南河势,涨、落潮平均流速均较走南河势强,分汊河势存在南、北两股涌潮,最终形成交叉潮,涌潮作用下的最大含沙量为走南河势的2~3倍,单宽输沙率为走南河势的1.5~2.5倍。研究成果可为尖山河段治理研究和有关部门管理提供技术支持。

强涌潮地区拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工计算

杭州钱江铁路新桥位于钱塘江强涌潮地区,部分墩水下承台基础采用拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工。以该桥56号墩为例,介绍拉森Ⅵ型钢板桩围堰施工及计算。钢板桩围堰施工期间,其外侧土压力按静止土压力,内侧土压力按被动土压力计算。2种最不利工况,第1种为钢板桩围堰吸泥完成到封底前,主要确定钢板桩入土深度及验算钢板桩、围檩及内支撑强度和刚度;第2种为钢板桩围堰抽水完成后,仅验算钢板桩围堰、围檩及内支撑强度和刚度。强涌潮时分2种工况计算:第1种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面涌潮压力;第2种为在钢板桩围堰整体计算模型上增加迎潮面和两侧面涌潮压力。

利用强力珩磨工艺进行深孔的精密加工

介绍了国际上近几年来才发展起来的一种高效率、高精度深孔加工工艺——强力珩磨的磨削方法与应用参数。

黑油模型井筒控制的全隐式数值处理方法研究

在实际油藏数值模拟中,黑油模型是应用最广泛且被普遍接受的模型。从数学的角度,黑油模型是由一组非线性抛物型偏微分方程、辅助方程以及给定的初边值条件所构成的定解问题。由于井筒附近的非线性程度非常高,因此井筒处理是油藏数值模拟中的重要环节。采用强耦合的全隐式井模型进行求解,在合理处理水头项中的混合流体密度的前提下,对每口井引入三个新的未知变量,在不同的井控条件下,相应的三个未知变量均可以较完整地描述井筒中流体流动,尤其针对比较特殊的交叉流现象,这种强耦合井模型体现了自身的优越性。为了验证该方法的准确性,运用Matlab软件编写程序实现本文算法。最后,针对多个油藏实例,分别在块中心网格和角点网格系统下进行数值计算,并将结果与商业软件Eclipse的运行结果进行比较。吻合效果较好,验证了本文的处理方法科学、准确。

低荧光强封堵型防塌剂LFT的研究与应用

研制出了可替代磺化沥青的以聚乙烯副产物和有机铝为主要作用物质的低荧光强封堵型防塌剂LFT。介绍了防塌剂LFT的合成和性能评价。结果表明,合成出的防塌剂LFT在其加量不大于2%时对钻井液流变性无影响;加量为0.2%时即可有效抑制黏土的水化膨胀,同时又可在地层温度和压力作用下挤入井壁微裂缝中,与泥饼一起有效封堵地层,LFT在90℃下对人造岩心的封堵率在90%以上。在白33侧井和桥81-2井的现场试验表明,防塌剂LFT的封堵效果好,井径规则、扩大率小,而且无荧光,不影响气测录井。

深埋隧洞极强岩爆段隧道掘进机半导洞掘进岩爆风险研究

深埋隧洞TBM(隧道掘进机)全断面掘进时,在局部超高应力集中的完整硬脆性岩体洞段将直面极强岩爆的风险,设备和人员的安全将遭受极大的威胁。在锦屏II水电站3#引水隧洞极强岩爆段实施了"先半导洞+TBM联合掘进"实验,结合微震实时监测信息对TBM半导洞掘进的岩爆风险开展了研究。监测结果表明,(1)TBM半导洞掘进期间,日平均微震事件数、日平均辐射微震能、微震大事件数及实际岩爆发生次数和强度均远远低于TBM全断面掘进;(2)能量指数对数值和累积视体积的时域演化表明,TBM半导洞掘进强烈岩爆发生的风险远低于TBM全断面掘进,现场实际开挖也证明了这一点;(3)半导洞洞段微震事件的空间集结程度、总数、震级大小与能量辐射均远小于全断面洞段。因此,TBM半导洞掘进的岩爆风险远远低于TBM全断面掘进,在具有施工条件的情况下采用先半导洞预处理,然后TBM半断面掘进极强岩爆段,以期控制岩爆风险的方案是可行的。

风化岩地基大直径长螺旋钻孔灌注桩承载性状试验研究

基于风化岩基中3根大直径长螺旋钻孔灌注桩的单桩竖向抗压静载荷试验以及桩身应力测试结果,探讨大直径嵌岩灌注桩承载机制与变形特性。研究结果表明:3根试桩的荷载(Q)-位移(s)曲线呈缓变-陡降型,桩顶沉降较大,均超过80 mm,单桩竖向极限承载力均未达到设计要求;桩顶残余沉降量达92.0%～95.1%,桩顶回弹率达4.9%～8.0%,桩的弹性工作性状不明显,表现出端承摩擦桩的特性;在本试验条件下,桩侧极限摩阻力与JGJ94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,桩侧极限摩阻力在松散的粉细砂、稍密的中粗砂、可塑—硬塑的黏性土、全风化硬岩以及强风化硬岩中有所降低,仅在稍密—中密、中密状态的中粗砂有所提高,且提高幅度较大,因此,在类似岩土层中要慎用长螺旋钻孔灌注桩;3根桩的桩侧尺寸效应系数与JGJ 94—2008"建筑桩基技术规范"推荐值相比,在嵌岩段降低17.0%～74.0%,在非嵌岩段中,砂土、碎石类土中提高20.0%～126.0%,而在黏性土中降低7.0%～43.0%。

鄂尔多斯盆地东部区块强抑制性钻井液研究及应用

鄂尔多斯盆地东部延长组岩性复杂,钻进过程中常伴有严重的井壁失稳,表现为掉块、缩径、部分井段井径扩大等井下复杂情况,极不利于提高该区块的钻井速度。为解决这一技术难题,在室内对地层岩样的组构特征进行了详细分析。在此基础上,对多种无固相钻井液体系进行了优化,最终提出两套无固相聚合物钻井液配方。现场应用证明,设计出的无固相聚合物钻井液配方具有较强的抑制能力,能使该区块的井壁失稳问题得到缓解,复杂时效平均值由上年的5.66%,降至应用后的1.74%;电测一次成功率由上年的74%上升到95%,收到较理想的效果。目前,该体系正在气田东部钻井现场进一步推广应用。

强涌潮对桥墩墩身作用力试验研究

通过涌潮水槽试验对桥墩墩身涌潮作用力进行探索,分析涌潮压力分布及其变化特点,给出涌潮最大压力分布范围;研究强涌潮正向、斜向作用下分别位于迎潮面和隐蔽区的桥墩墩身受力差异,建立强涌潮对桥墩墩身作用力的计算经验公式。

强潮河口排桩式丁坝局部冲刷试验研究

通过对强涌潮作用下单排及双排桩式丁坝局部冲刷的试验研究及钱塘江河口直立式丁坝局部冲刷的调查分析 ,认为在以粉沙土为基础的强潮河口利用抛石护桩可大大地缩短板桩的长度及减小截面尺寸 ,从而达到减少投资和增强排桩式丁坝自身稳定性的目的。通过试验 ,得到了强潮河口排桩式单、双排桩丁坝在块石防护下不同部位的局部冲刷特征。此外 ,半圆形透水坝头可使坝头冲刷坑深度提高 0 5～ 1 0m。

强涌潮河段大型双壁钢围堰施工技术

介绍了杭州下沙大桥基础施工中为克服强涌潮采用的双壁钢围堰的施工方法,详细介绍了钢围堰的施工工艺流程,阐述了在已成桩的护筒上拼装、下沉钢围堰的技术难点,为今后类似的工程施工提供了值得借鉴的经验。

强风化砂砾岩抗压摩阻力转换系数自平衡静载试验研究

由于自平衡静载试验与常规静载荷试验中桩的工作方式不同,单桩竖向抗压极限承载力确定中抗压摩阻力转换系数γ的取值尤为重要。依托设置于强风化砂砾岩中的大直径钻孔灌注桩,开展自平衡静载试验研究,获得了大直径钻孔灌注桩荷载位移(Qs)曲线和桩身轴力分布曲线,定量计算了上、下桩段强风化砂砾岩中桩侧摩阻力,分析了荷载箱上下强风化砂砾岩中桩侧摩阻力的工作性状,经对比分析,强风化砂砾岩中抗压摩阻力转换系数为0.84~1.07,平均值为0.94,为类似工程地质条件下合理确定单桩竖向抗压极限承载力提供了试验依据。

钱塘江海宁古海塘加固技术研究及其应用

钱塘江海宁明清鱼鳞老海塘是保护浙北和苏沪南缘地区广大平原的大型防洪(潮)工程。修建于明清的古鱼鳞石塘具有雄伟的古朴特色,石塘采用条石纵横交错迭砌,条石间以铁榫相连,高达6m,绵延数十里,在社会经济中的历史地位显著,人称与长城、运河相媲美的三大古代土木工程。保护该古老水利工程使之继续发挥防潮防洪作用,其意义重大。由于建筑年久、工程老化、结构防潮标准偏低,亟需加固。经多方案比较,选择了顺直河段采用抛筑短丁坝、弯曲河段采用打长板桩以及与塘顶土埝后移相结合的总体方案。工程技术先进、经济合理。

钱塘江明清古海塘加固技术研究

钱塘江明清鱼鳞老海塘是保护浙北和苏沪南缘地区广大平原的大型防洪(潮)工程.由于建筑年久、工程老化、结构防潮标准偏低,急需加固.经多方案比较,选择了在海宁段采用顺直河段抛筑短丁坝、弯曲河段打长板桩以及与塘顶土埝后移相结合;在海盐段采用塘顶塘背加固抗越浪冲刷和塘前设置稳定镇压平台的总体方案.工程技术先进、经济合理.

七格下坝下游段合金网兜抛石施工

合金网兜抛石支护能克服传统的单体块石、草包、编织袋等护岸固脚方法易被冲走、抗冲性能稳定差等不足,逐渐成为水利工程堤防建设和围海工程围堤建设最常使用的护岸固脚施工措施.钱塘江七格下坝下游段涌潮区使用合金网兜抛石护岸固脚施工技术方案,不仅为堤坝的稳定固脚起到了积极的作用,同时有利于涌潮区域开展施工作业以及开展海塘零星抢险机械化,是当前经济高效的堤塘稳定固脚方案.

强水流下钻孔灌注桩工程的施工

通过对安徽芜湖氵鲁港大桥工程施工过程的论述,从施工平台的搭设,钢护筒加工、施沉,钻孔桩施工等方面对强水流下钻孔灌注桩施工的重点部分进行了论述和分析.

浅谈强涌潮围垦地区的抛石丁坝施工

钱塘江涌潮最强的区域,河床较低、紧临深江,需要在强涌潮顶冲地段进行深水促淤,客观上存在着抛坝难、保坝难、保障难、合龙难等诸多实际困难。萧围东线治江围涂一期工程结合围垦围海造田的施工特点,利用水动力学原理及大小潮汛的特点抛筑丁坝,采取船抛护底等工艺、工法,减少了丁坝抛筑断面方量,大大节省了施工成本。

岩溶强烈地区钻孔灌注桩结构研究

研究一种涉及岩溶强烈地区的钻孔灌注桩结构及施工方法,主要解决了柔性钢绞线进入溶洞时容易发生弯曲,导致预应力锚索难以完全插接入壁孔的底部,对预应力锚索的强度造成影响,无法保障工程施工质量的问题。研究包括了施工过程中的壁孔、锚索及钢管各部件,以及整个施工顺序和过程工艺控制。实现了当钻孔遇到溶洞时对预应力锚索的顺利安装,预应力锚索在钢管的导向下能够顺利插入壁孔的底部,使同时预应力锚索的锚固体包埋在扩大锚固体中,提升预应力锚索的拉拔强度,外锚头与钢管抵接,各组钢绞线插入外锚头上的各组限位孔内部,钢筋笼对外锚头进行包覆,并浇筑水泥砂浆形成水泥墩,水泥墩与地沟内部的基桩一体连接,基桩对包埋有预应力锚索的灌注桩进行支撑,提升了预应力锚索的结构强度。